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El gran sismo de 1730 nos da claves de un eventual terremoto y tsunami que podría asolar las costas de la zona central de Chile sin dar tiempo a refugiarse en zona segura. ¿La solución? Evacuar hacia los últimos pisos de edificaciones altas y resistentes.

Por Jorge Román

Imagen de portada por Clinophobia

Muchas veces se ha dicho que los terremotos no se pueden predecir. Pero si la sismología (al menos por ahora) no puede afirmar que ocurrirá un terremoto en un lugar y hora determinados, sí puede decir que, en promedio, cada 80 años se espera que ocurra un gran terremoto, al menos de magnitud 8.0, en las costas de la zona central de Chile (1). Esta información se obtiene a partir del estudio de los sismos del pasado, de su frecuencia, su magnitud y sus efectos. Es decir, los sismos del pasado nos ayudan a prepararnos para los riesgos del futuro (2).

Sin embargo, y aunque el uso de datos históricos se ha vuelto cada vez más importante en la estimación del riesgo de terremotos y tsunamis, extrapolar los datos más recientes registrados con instrumentos puede generar una imagen distorsionada no solo en regiones de baja sismicidad, sino también en las de alta actividad sísmica (3). ¿Por qué? Porque la historia de la sismología es muy reciente y hay sismos antiguos, ocurridos hace siglos, que pueden modificar por completo las estadísticas.

Un tsunami de la época colonial

El terremoto de 1730 fue uno de esos terremotos considerados gigantes. No tan grande como el de Valdivia de 1960, pero sí probablemente el más grande ocurrido en Chile metropolitano desde el inicio de la historia escrita, superando incluso al del 27 de febrero de 2010. El evento de 1730 destruyó edificios a lo largo de más de mil kilómetros y produjo un gran tsunami con olas de alrededor de 10 metros que, en algunas zonas, penetraron al menos 500 metros tierra adentro. El tsunami provocó daños incluso en Japón, donde llegaron olas de unos dos metros.

En el estudio «Source of the 1730 Chilean earthquake from historical records: Implications for the future tsunami hazard on the coast of Metropolitan Chile» (4), los investigadores Matías Carvajal, Marco Cisternas y Patricio Catalán utilizan registros históricos, crónicas coloniales y datos geológicos para reconstruir los efectos de este gran terremoto y estimar así su magnitud. De acuerdo con la información que recopilaron, para que ese sismo tuviera los efectos descritos tendría que haber ocurrido una ruptura de placa de 600 a 800 km a lo largo de la costa, con un desplazamiento de 10 a 14 metros (con un máximo de 20 a 28 metros). Es decir, el terremoto de 1730 podría haber tenido una magnitud de 9.1 a 9.3.

Pero, ¿de qué sirve estudiar terremotos tan antiguos, sobre todo cuando la información que tenemos sobre ellos es poco fiable? ¿Tiene alguna relevancia más allá de lo histórico? Estas son algunas de las preguntas que se responden en la entrevista a uno de los autores de la investigación, Matías Carvajal, en nuestro podcast Futuro Resiliente.

Carvajal explica que, cuando empezó a trabajar en esta investigación, pronto entendió que estudiar sismos antiguos «es fundamental para salvar vidas y reducir riesgo de terremotos y tsunamis futuros». Para entender por qué, Carvajal nos hace rememorar el terremoto y tsunami de Sumatra 2004 (magnitud 9.2) y el de Japón 2011 (magnitud 9.0). Ambos sismos fueron mucho mayores a lo que se esperaba según las proyecciones de datos de los últimos siglos.

En el caso del terremoto y tsunami de Sumatra, que afectó sobre todo a Indonesia, se esperaba un sismo de magnitud cercana a 7.0. ¿Qué había ocurrido? No tomaron en consideración la posibilidad de sismos gigantes con una frecuencia muy baja.

En el caso de Japón, Carvajal explica que diez años antes del terremoto de 2011 se había hecho un estudio de las capas de suelo en las costas de Sendai y se descubrió que en esa zona había ocurrido tsunamis de gran penetración (hasta 5 km tierra adentro) en un periodo de entre 800 y 1.100 años. Y, además, descubrieron que el último gran tsunami de ese tipo había ocurrido en el año 869 d.C. (o sea, hacía más de 1.100 años), por lo que era muy probable que en las décadas siguientes ocurriera un tsunami de grandes características (5). Pero todos los mapas de inundación y planes de evacuación consideraban tsunamis mucho menores. «La lección más importante es que no subestimes tu zona de subducción», dice Carvajal.

De ahí la importancia del sismo de 1730. Si bien los terremotos recientes de la zona central (1822, 1906, 1985) fueron muy destructivos, provocaron tsunamis menores (con olas de dos metros o menos). Por ello, según Carvajal, existe entre la gente la idea de que en la zona central no ocurren grandes tsunamis. Pero el sismo de 1730 inundó Valparaíso y, probablemente, también Viña del Mar. Es decir, sus características fueron muy distintas a los terremotos más recientes de la zona central.

La pregunta obvia es si las ciudades y la población de la costa central están preparadas para grandes tsunamis como el que devastó Valparaíso y Viña del Mar en la época colonial. ¿Hay rutas de evacuación adecuadas para esta situación? ¿Tendría tiempo la gente para refugiarse en las zonas altas? ¿O nos está pasando como Japón e Indonesia, y estamos minimizando el riesgo?

Un tsunami demasiado rápido

1730, 1822, 1906, 1985. Alrededor de 80 años transcurrieron entre cada uno de estos destructivos sismos que afectaron principalmente la zona central de Chile. Esta frecuencia y el parecido entre los efectos de los más recientes, según Carvajal, instalaron la idea de que no era necesario estudiar terremotos antiguos. bastaba con evaluar los efectos de los más recientes (como el de San Antonio de 1985 y el de Valparaíso de 1906). ¿Por qué mirar a 1730 si la información que se puede obtener del terremoto de San Antonio de 1985 es muy detallada? Incluso del sismo de Valparaíso de 1906 contamos con muchísima más información y de mejor calidad que la disponible en las crónicas coloniales.

Sin embargo, «cuando uno se mete más en el tema y cuando ve los efectos que generaron estos terremotos, se da cuenta no solo de que todos fueron distintos, sino que el de 1730 se escapa completamente del rango de magnitud de los otros», explica Carvajal. Especialmente en lo que se refiere al tsunami: de acuerdo con los registros geológicos y la documentación colonial, la devastación causada por el mar en 1730 solo fue superada por el terremoto de Valdivia de 1960.

Las placas tectónicas de Nazca y Sudamericana se desplazan en direcciones opuestas. Como la placa de Nazca es menos densa que la Sudamericana, se «sumerge» bajo esta última en un proceso llamado subducción, que empieza en el punto donde se encuentran las placas, lo que conforma la fosa oceánica. El desplazamiento no es continuo: como las placas son sólidas, a veces la placa de Nazca se traba, hasta que acumula suficiente energía y se desplaza de golpe varios metros, destrabándose y generando las ondas sísmicas que provocan terremotos. El punto donde se originan las ondas sísmicas es conocido como hipocentro. Si el hipocentro se sitúa bajo el mar (como ocurre con el Hipocentro 1 en la imagen), puede generar tsunamis: mientras más cercano el hipocentro a la fosa oceánica, más fuerte el tsunami. Además, como explica Matías Carvajal, si la placa de Nazca se desliza en un ángulo de 45° bajo la placa Sudamericana (como en la ilustración), el tsunami sería mucho mayor si se compara con el tsunami que se generaría si el ángulo fuese, por ejemplo, de 20°. Si el sismo se origina en el Hipocentro 2 de la imagen (más profundo, más alejado del océano) la probabilidad de tsunami disminuye y el sismo no se sentirá de forma tan intensa en la superficie.

El tamaño y la fuerza de un tsunami, explica Carvajal, depende de varios factores. Uno de ellos es la magnitud del terremoto y otro es la geometría de la placa: si la placa se desliza en un ángulo de 45°, generaría un tsunami mucho más grande al que se produciría si se deslizara en un ángulo de 20°. Carvajal dice que cuando no se conocía la geometría de la placa, las estimaciones se simplificaban: se asumía que la placa se deslizaba en un ángulo de 20°. Pero como hoy en día se estudian terremotos muy complejos, con mucha incertidumbre, es necesario reducir dicha incertidumbre con todos los datos que se tengan a mano, incluyendo la geometría de la placa, que hoy se conoce muy bien.

Esto ha permitido descubrir un tipo especial de sismo, conocido en inglés como «tsunami earthquake» (literalmente, «terremoto-tsunami»): estos son terremotos que ocurren en la zona más cercana a la fosa oceánica. En el caso de Chile, estos ocurren a alrededor de 100 km de la costa. Según Carvajal, a causa de las condiciones mecánicas de esa zona, un terremoto no generaría tantas sacudidas en tierra firme, pero sí un tsunami muy grande. Es decir, la clásica recomendación de que se debe evacuar a zona segura si el sismo no permite mantenerse en pie no basta.

Antes del terremoto de Japón de 2011, se consideraba que la zona de subducción era homogénea, que toda la zona de contacto entre las placas tenía propiedades similares. Después se descubrió que las propiedades de las placas cambian con la profundidad: un terremoto que ocurre en sectores más profundos de la falla (entre 30 y 60 km bajo la superficie), produciría mucho movimiento del suelo, pero poco tsunami, además de generar otros efectos, como levantar la costa (lo que hace descender el nivel relativo del mar). En cambio, un sismo de poca profundidad, es decir, que ocurra entre los 0 y los 30 km de la fosa, producirá menos movimiento de suelo, pero un tsunami mucho más grande: estos son los terremotos-tsunami. Un ejemplo de este tipo de sismos fue el de Nicaragua de 1992, que generó un tsunami de 15 metros, pero una agitación del suelo débil o suave, por lo que la población no estaba preparada para la destrucción que causaría el mar.

En Chile no hay registro de terremotos-tsunami. Como los últimos terremotos en Chile metropolitano (1822, 1906 y 1985) ocurrieron en la zona más profunda, eso significaría que la energía acumulada en la zona superficial no se ha liberado desde 1730. «Y si en un próximo terremoto libera toda esa energía superficial, podría ser, obviamente aprendiendo de las lecciones de otros países, de otros casos, podría ser que el zamarreo de ese terremoto no sea tan grande como el que uno esperaría para un tsunami tan grande», explica Carvajal. Su preocupación, por lo tanto, es que un sismo con el potencial de generar un tsunami muy grande sea confundido con un temblor común.

Un problema adicional es el tiempo de reacción luego de que ocurre el sismo. El tiempo que tarda un tsunami en llegar a la costa depende de la distancia de la costa a la fosa oceánica. Si la fuente del terremoto está muy cerca de la costa, el tsunami tardará muy poco en llegar a tierra firme. Y como en Chile la fosa oceánica está muy cerca de la costa (unos 100 km), deberíamos esperar que el tsunami llegue a tierra en un tiempo muy corto, entre 10 y 15 minutos, aunque las olas tardarán más en llegar a medida que se alejen hacia el norte o hacia el sur del epicentro.

En el caso del sismo de Illapel de 2015, muchas personas contaron que las olas llegaron casi apenas terminó de sacudirse el suelo. «Ese punto es crítico en Chile, porque si tenemos 10 minutos, quiere decir que uno tiene que evacuar apenas ocurre el terremoto», dice Carvajal. Además, explica que hay zonas críticas, como en algunos sectores de Viña del Mar, en los que si se siguen las rutas de evacuación recomendadas por Onemi, se puede tardar entre 30 minutos a una hora (dependiendo de la velocidad) en llegar a las áreas seguras, incluso si no hay tránsito. «Si [hoy] ocurre un terremoto que puede generar un tsunami muy grande en Viña del Mar, hay muchas zonas donde las personas no van a llegar a zona segura», dice Carvajal. «Es algo que deberíamos aceptar, reconocer, que en ciertos sectores en Chile, uno de ellos, Viña del Mar, tienen problemas de evacuación que tenemos que mejorar».

Distribución de profundidades de inundación en la Población Vergara de Viña del Mar, considerando un escenario de tsunami similar al de 1730. Fuente: Cigiden, «Evacuación vertical como medida de mitigación del riesgo de tsunamis en Chile».

 

Un policy paper del Centro de Investigación para la Gestión Integrada del Riesgo de Desastres (Cigiden) lo explica con claridad: el centro histórico de Viña del Mar y la población Vergara se encuentran ubicados en un terreno de baja elevación y amplio frente costero, lo que los hace muy vulnerables a amenaza de tsunami (1). Esta zona, que concentra gran parte del equipamiento turístico, comercial y de servicios (además de viviendas residencias), tiene una población residente de unas 35.000 personas y una gran población flotante, sobre todo en verano. Aunque la Onemi, el SHOA y la Municipalidad de Viña del Mar han trabajado desde hace años en un plan de emergencia de tsunamis (la primera carta de inundación fue elaborada por el SHOA en 1999), algunas de las rutas recomendadas para evacuar a zonas altas tienen más de 2,5 km de largo (1). Esto significaría que, de acuerdo con algunas modelaciones, si ocurriera un tsunami como el de 1730, un número importante de personas ubicadas en la población Vergara sería alcanzada por el tsunami antes de llegar a la zona segura más cercana (1). Peor aun: a 20 minutos de ocurrido el terremoto, alrededor de un 38% de la población no podría alcanzar las zonas altas (1).

Una posible respuesta a este problema de evacuación es la evacuación vertical. Es decir, no evacuar hacia terrenos altos, sino subir a estructuras o edificios que hayan resistido el terremoto, a una altura equivalente de cinco pisos o más. La evacuación vertical, de hecho, es un concepto relativamente nuevo, herencia de las lecciones que nos dejaron el tsunami de Sumatra-Andamán de 2004, el de Tōhoku (Japón) de 2011 y el de Célebes de 2018, en los que muchas personas se salvaron gracias a que se refugiaron en los pisos superiores de edificios o incluso en árboles, explica Carvajal.

Las recomendaciones oficiales, lo que se enseña habitualmente, es que se debe abandonar el hogar y desplazarse a zonas altas, en cerros, sobre 30 metros de altura. Sin embargo, Carvajal insiste en que gran parte de Viña del Mar está en zona inundable y no se puede llegar a una zona segura en el tiempo que tardaría en llegar el tsunami. «Por ejemplo, mi abuelita vive en 4 Norte, ella vive en un segundo piso», dice Carvajal, «[…] si es que ocurriera […] un tsunami grande, ella tiene mucho más probabilidad de salvarse de subir al cuarto piso en lugar de bajar del edificio e ir a una zona segura», dice Carvajal.

La duda es si un edificio que soporte un terremoto, podría soportar la embestida de un tsunami. Según Carvajal, sí, porque la norma sísmica chilena es lo suficientemente buena como para ello. «Hemos aprendido con la experiencia. Desde 1928, desde el terremoto de Talca, desde ahí que se están mejorando las normas sísmicas y se han mejorado casi con cada terremoto», dice Carvajal. El problema, destaca, es que los tsunamis no son tan frecuentes como los terremotos, «entonces el aprendizaje es más lento, por eso hay que aprender de la experiencia extranjera».

De cualquier forma, y considerando la evidencia, la evacuación vertical debiera ser incorporada a los planes actuales de emergencia y evacuación. De hecho, aunque algunas construcciones son destruidas por el flujo masivo de agua a gran velocidad, hay evidencia de que una estructura correctamente diseñada puede resistir la inundación de un tsunami (1, 6). En la guía para diseñar estructuras para evacuación vertical de tsunamis desarrollada por el Applied Technology Council (ATC, California, EE. UU.) y la Federal Emergency Management Agency (FEMA, EE. UU.), se destaca que las edificaciones que han demostrado un buen comportamiento ante tsunamis tienen estos atributos: 1) sistemas resistentes con capacidad de reserva para soportar fuerzas extremas; 2) sistemas abiertos que permiten al agua fluir con resistencia mínima; 3) sistemas dúctiles que resisten fuerzas extremas sin fallar; y 4) sistemas redundantes que pueden sufrir fallas parciales sin que eso implique un colapso progresivo (6).

El cómo implementar estas estructuras debiera formar parte de un trabajo conjunto entre la academia, la industria y el Estado: ¿deben designarse algunos edificios ya construidos como centros de evacuación vertical? ¿Debe cambiarse la normativa de construcción para facilitar espacios de evacuación en nuevos edificios costeros? ¿Cómo se evaluará el impacto a estructuras después de haber sido sometidas a un terremoto? ¿Qué normas son necesarias para tal propósito? ¿Deben construirse torres especiales para la evacuación? Y, si se construyen dichas torres, ¿qué otra función cumplirán para que no estén vacías prácticamente todo el tiempo?

En el documento del ATC y la FEMA se muestran ejemplos de edificios cuya función principal es servir de refugio para evacuación vertical, pero que en el día a día pueden ser usados como baños públicos, para almacenamiento de equipo contra incendios, como salas de reunión o incluso estacionamientos: estos últimos tienen la ventaja de que son sistemas abiertos, que dejan pasar el agua, ofreciendo un mínimo de resistencia (6). Otra posibilidad es la construcción de cerros artificiales o la designación de zonas elevadas seguras en edificios públicos (como escuelas) (1). Por supuesto, estas estructuras de evacuación deberían ser localizadas en lugares de fácil acceso y, al calcular el tiempo que se tardaría en llegar a ellas, debe considerarse el desplazamiento vertical hasta el piso seguro de la edificación.

Edificio del Centro de Investigación de Tsunami y Mitigación de Desastres en Banda Aceh, Indonesia. La construcción funciona como refugio contra tsunami para las áreas circundantes, donde la mayoría de los hogares está construido al nivel del mar. Fuente: Hawai’i Tsunami Education Curriculum: Kai E’e.

El Cigiden recomienda que cualquier estructura diseñada como refugio de evacuación vertical debería responder a la categoría de ocupación IV, es decir, el diseño exigido en Chile a hospitales, cuarteles, colegios y edificaciones gubernamentales, entre otras. La categoría IV haría a estas estructuras un 20% más resistentes a sismos.

La Onemi ha incorporado la evacuación vertical en sus simulacros y planes de emergencia, al menos desde 2013. En ese sentido, considerando la realidad de ciudades costeras como Viña del Mar y las recomendaciones oficiales, es importante incorporar estas posibilidades a nuestra actuación ante alerta de tsunami: 1) un remezón pequeño puede venir acompañado de un tsunami grande: por eso, siempre haga caso a la alerta de tsunami; y 2) si se está muy lejos de la zona de seguridad, es mejor subir a pisos altos, de preferencia a un piso octavo o superior.

Referencias

  1. León J, Zamora N, Castro S, Jünemann R, Gubler A, Cienfuegos R. Evacuación vertical como medida de mitigación del riesgo de tsunamis en Chile [Internet]. Cigiden; 2019 jul [citado 14 de febrero de 2020] p. 26. (Policy Papers Cigiden). Disponible aquí.
  2. Kagan Y, Jackson D. Long-term probabilistic forecasting of earthquakes. J Geophys Res. 10 de julio de 1994;99(B7):13685-700.
  3. Lomnitz C. Major earthquakes and tsunamis in Chile during the period 1535 to 1955. Geol Rundsch. julio de 1970;59(3):938-60.
  4. Carvajal M, Cisternas M, Catalán PA. Source of the 1730 Chilean earthquake from historical records: Implications for the future tsunami hazard on the coast of Metropolitan Chile: Size of the Giant 1730 Chile Earthquake. J Geophys Res Solid Earth. mayo de 2017;122(5):3648-60.
  5. Minoura K, Imamura F, Sugawara D, Kono Y, Iwashita T. The 869 Jogan tsunami deposit and recurrence interval of large-scale tsunami on the Pacific coast of Northeast Japan. Journal of Natural Disaster Science. 2001;23(2):83-8.
  6. Heintz J, Mahoney M. Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuation from Tsunamis [Internet]. FEMA; 2008 [citado 3 de enero de 2020]. Disponible aquí.
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